Приоритетным был признан вариант заряда имплозивного типа. Но в его схеме отсутствовали данные о размерах плутониевого заряда, которые являлись очень существенными. Конкретной конструкции заряда соответствует вполне определенная масса плутония. Она определялась только теоретическими расчетами, опиравшимися на физические параметры, которые могли быть получены на сложных физических установках, а также с учетом физико-механических характеристик плутония и газодинамических параметров заряда из взрывчатого вещества.
К осени 1946 г. исходные размеры элементов заряда были определены. В тот период в СССР еще не было самого плутония, не было данных об энергетике имплозивного взрыва, о нормах и параметрах, предъявляемых к системе электрического задействования взрыва химического взрывчатого вещества, отсутствовали и многие другие сведения, для получения которых требовалось создание специальных лабораторий, новой физической аппаратуры, новых методик. Все эти сложнейшие задачи могли решить только большие коллективы специалистов высокой квалификации. А между тем в 1946 г. в КБ-11, например, работали только 15 научных сотрудников и 19 инженеров и техников – опытные и проверенные (в идеологическом отношении) специалисты, переведенные с передовых предприятий оборонной промышленности страны.
В Москве конструкторская разработка заряда имплозивного типа началась (под руководством Ю.Б. Харитона) с создания модели в масштабе 1/5 натуры. Первую прорисовку делал конструктор НИИ-6 H.A. Терлецкий в специально отведенной комнате, куда имели доступ только Ю.Б. Харитон и главный инженер института М.Н. Адаскин. Вскоре с ним стали работать М.Я. Васильев и П.А. Есин. Устное техническое задание, выданное Н.А. Терлецкому в конце 1945 г., формулировалось так: «Разместить на сфере (шаре) 32 точки, равноудаленные друг от друга, а затем разбить шар на сферические многоугольники с центрами в 32 точках. Принимая многоугольники за основания усеченных пирамид, рассчитать углы наклона граней пирамид». Точность расчета задавалась очень высокой, поэтому Терлецкому пришлось много потрудиться, пользуясь обычным арифмометром. К работам подключились еще четыре конструктора, которые и создали модель заряда. Другая группа конструкторов в 1946 г. разрабатывала специальные быстродействующие капсюли-детонаторы и систему электрического задействования капсюлей.
Осенью 1946 г. шла газодинамическая отработка заряда из химического ВВ и определялись условия его подрыва. М.Я. Васильев и А.Д. Захаренков осуществляли подготовку к газодинамическим исследованиям в рамках заданной модели, в частности выполнили отработку элементов фокусирующей системы. Рентгенографическую аппаратуру для исследований быстропротекающих процессов при взрывах разрабатывал В.А. Цукерман. Созданием нейтронного запала (НЗ) для натурного заряда занялись А.Я. Апин и М.В. Дмитриев.
Производственные вопросы, возникавшие при изготовлении моделей, на базе завода № 550 решали В.В. Касютыч, Б.М. Глазков, И.М. Иванов, И.П. Колесов, А.И. Новицкий. Они же подготавливали производственную базу КБ-11 к выполнению дальнейших работ.
По разработанной документации летом 1946 г. были получены две модели заряда. Взрывные опыты с ними проводились на Софринском полигоне (НИИ-6) под Москвой. По воспоминаниям Н.А. Терлецкого, первая модель была установлена в поле на деревянной подставке, а участники опыта с пультом подрыва укрылись за углом кирпичного здания. После взрыва все кинулись на поле и были сильно удивлены увиденным: при довольно большом заряде на поле не оказалось никакой воронки, только примятая к земле трава, наклоненная в радиальном направлении от центра взрыва, да сильно деформированный алюминиевый шар, находившийся в центре модели. А от подставки не осталось и следа. Необычность картины обескуражила испытателей, и они решили вторую модель положить на землю, сделав неглубокую лунку. На этот раз в результате взрыва получилась глубокая воронка.
После этих опытов, сделав нужные выводы, разработчики приступили к подготовке документации на экспериментальные блоки заряда натурных размеров. Здесь им пришлось столкнуться со сложными технологическими проблемами из-за крупных размеров деталей из ВВ и очень жестких требований Харитона, предъявляемых к точности и качеству всех элементов конструкции. Параметры точности и надежности Харитон задавал устно. Эти задания конструкторы стремились выполнять неукоснительно.
